负荷与骨骼肌收缩的关系实验

实验方法原理 肌肉收缩效能（performance of contraction）表现为收缩时产生的张力（force）和／或缩短程度（shortening），以及产生张力或缩短的速度（velocity）。如果收缩时肌肉的长度保持不变而只有张力的增加，则这种收缩的形式称为等长收缩（isometric contraction）；收缩时只发生肌肉缩短而张力保持不变，称为等张收缩（isotonic contraction）。

肌肉收缩前所承受的负荷叫前负荷（preload），它使肌肉具有一定的初长度。肌肉收缩时所遇到的阻力称后负荷（afterload），它使肌肉收缩时产生相应的张力。在一定范围内，肌肉收缩可随前负荷的增加而加强。前负荷过大，则导致肌肉收缩力的减弱；后负荷越大，肌肉收缩时产生的张力越大，开始缩短的时间越迟，缩短的速度越慢，缩短的幅度越小。当负荷达一定值时，可导致肌肉收缩只产生张力，而长度保持不变（等长收缩）。

仪器、耗材 任氏液BL-420生物信号采集处理系统蛙类手术器械肌槽张力换能器铁柱架双凹夹可悬挂的小砝码圆规直尺

实验步骤

一、 制备蛙坐骨神经腓肠肌标本

二、 固定标本于肌槽

三、 实验观察项目

1. 后负荷不变，改变前负荷对骨骼肌收缩的影响。

（1） 启动生物信号采集处理系统，进入实验状态。

（2） 先将肌槽水平杠杆下边的螺丝旋上，由于杠杆受螺丝的顶托，故肌肉在收缩前的长度保持不变，然后在水平杠杆上适当位置（距支点1cm）处悬挂100g砝码，采用单个最大刺激强度刺激坐骨神经，记录腓肠肌收缩曲线，此时肌肉收缩的前负荷为0g，后负荷为100g。

（3） 将肌槽水平杠杆下边的螺丝下旋，使其离开杠杆，在水平杠杆上相同适当位置处悬挂10g砝码（即前负荷）。然后，将螺丝上旋至刚好顶着杠杆为止，再在10g砝码上加90g砝码，用单个最大刺激强度刺激坐骨神经，记录腓肠肌收缩曲线，此时肌肉收缩的后负荷仍为100g。

（4） 按上述方法改变肌肉的前负荷（初长度）为20g、30g、40g、50g、60g、70g、80g、90g、100g，后负荷均为100g，记录肌肉的收缩曲线。

（5） 计算骨骼肌在不同前负荷下的机械功，并填入下表，绘制肌肉前负荷与肌肉做功关系曲线。在杠杆的砝码连接处测量使杠杆上移1cm，记录的曲线高度H'，以此作为一个校正值。肌肉做功=所加负荷重量（W）×负荷移动（即提高）的距离（h）。h可用收缩曲线高度H除以H'（负荷移动1cm时曲线的高度）算出。即肌肉做功（g·cm）=所加负荷重量（W）×（H／H'）。

2. 前负荷不变，改变后负荷对骨骼肌收缩的影响。

（1） 用单个最大刺激强度刺激坐骨神经，记录腓肠肌的收缩曲线。此时肌肉收缩的前、后负荷均为0。

（2） 在肌槽水平杠杆适当位置处悬挂10g砝码，并将其下边的螺丝下旋，使其离开杠杆，使肌肉被拉长，以后始终保持这一初长度。用单个最大刺激强度刺激坐骨神经，记录腓肠肌收缩曲线，此时肌肉收缩的前负荷为10g，后负荷也为10g。

（3） 将螺丝上旋，使其刚刚托住杠杆以保持肌肉的初长度不变，然后在原来10g负荷上再加10g，刺激坐骨神经，记录肌肉收缩曲线，这时收缩的前负荷仍为10g，后负荷则增加为20g。

（4） 按上述方法不改变肌肉的前负荷（初长度）重量，而后负荷逐渐增加为30g、40g、50g、60g、70g、80g、90g、100g，记录肌肉的收缩曲线。

（5） 计算骨骼肌在不同后负荷下的机械功，并填入下表，绘制肌肉后负荷与肌肉做功关系曲线。

注意事项

1. 腓肠肌肌腱上的线一定要扎紧扎牢，以防止因负荷过大而滑脱。

2. 采用单个最大刺激，在同一组实验中不得随意更动其他刺激参数。

3. 更改负荷进行刺激前，应使肌肉充分松弛并休息1～2min，同时用任氏液冲洗肌肉，以防标本干燥。